故障定位技术在农村电网中的应用

摘 要：近年来，伴随着农网改造升级和农网营配调管理模式优化试点工程项目的深入开展，农网10kV配电线路的一次网架结构和电网设备水平逐年提升。但是在实际运行过程中，由于农村配电网供电半径长、线路结构多为单辐射型供电、线路环境气候多变等因素，线路故障还是经常发生，引发线路跳闸的同时，还影响了电力客户的正常用电。随着沈北新区经济的飞速发展，大企业对供电可靠性及电压稳定性的要求越来越高，即使是在沈北农村地区的电力客户，如果长时间停电，也会造成不良影响，这将大大影响供电企业一贯着重宣传的“你用电、我用心”服务承诺。国网沈阳市沈北新区供电公司为了解决农村配电网故障处理困难的问题，结合生产运行的实际情况，创新的应用了“实用、经济、可靠”的“一遥”故障定位技术，当线路发生故障后，可以帮助运行、检修人员快速到达故障现场，排除故障，快速恢复正常供电，提高了供电可靠性，同时也提高了抢修人员的工作效率。

关键词：农网配电线路；故障定位；供电可靠性

沈北公司“一遥”故障定位系统与安装在现场大量的故障指示装置以及故障检测装置相配合，当故障发生后的数分钟内（受当地基站信息网络通信延时影响）即可在故障自动定位软件系统上通过与地理信息系统相结合的方式，实现故障点的快速检测与定位，及时将故障点信息通过短信方式发送至抢修人员手机中，帮助抢修人员及时赶赴故障发生现场，消除线路故障，恢复线路送电，在降低抢修班组人员的工作强度的同时，也提高了抢修工作效率，从而提高了供电可靠性。此种抢修方案在不需要改造现有设备的同时、投资少、见效快，并且便于实施、容易推广，非常适合在较为广阔的农网地区应用。而“一遥”故障定位系统实施建成后将实现配网自动化开关与故障指示器相结合，不但可以减小故障停电范围，实现故障初步定位，而且还大大提高了抢修时限，缩短了用户停电时间。

1 “一遥”故障定位系统概述

沈北新区电网“一遥”故障定位系统是全球移动通信系统通信技术、故障指示器技术与地理信息系统技术相结合，开发出的一套自动的、高效的，具备“一遥”功能的故障点定位检测系统，可以实现配电网多种故障点检测与定位，主要包括单相接地故障与相间短路故障的检测与定位。沈北分公司调度分中心的“一遥”故障定位系统与安装在电网中的大量的故障指示装置以及故障检测装置相互配合，在故障发生后的数分钟内（受当地基站信息网络通信延时影响）即可在故障自动定位软件系统上通过与地理信息系统相结合的方式，实现故障点的快速检测与定位，及时定位故障点的位置、故障发生时间等多种基本故障信息内容，通过故障信息的定位帮助线路班抢修人员及时赶赴故障发生现场，消除故障，恢复送电。沈北新区电网“一遥”故障定位系统的应用大大缩短了故障点的巡视查找时间，为电网快速恢复供电提供了有力保障。

2 系统的工作原理

“一遥”故障定位系统包括：主站、中心站、通信系统、故障检测指示器以及通信终端。

故障检测指示器：是指带动作信号远传的故障指示器，通信方式主要采用无线通信方式，解决了配电网配电线路及设备逐步绝缘化等问题。

通讯系统：（1）故障指示器到通信终端之间的短距离传输系统。（2）通信终端到中心站的GSM（手机短信）传输系统。（3）中心站到主站之间的串口信息传输系统。

“一遥”故障定位系统采用的故障检测指示器可以检测出配电线路的架空裸导线、架空绝缘导线、高压电缆线路的短路故障及单相接地故障。还可以根据不同场合、不同用途，使用不同型号的故障检测指示器设备。为了检测单相接地故障更加精确，对于中性点不直接接地系统，还可以在66千伏变电站中性点、母线或者某一条配網线路首端位置安装一台信号源设备，当电网发生单相接地故障时，该信号源会自动向故障定位系统注入一个特定序列信号，用于故障指示器检测，从而提高系统检测准确率。

“一遥”故障定位系统的工作原理具体介绍如下：当“一遥”故障定位系统用于相间短路故障与单相接地故障时，通讯系统与故障处理及显示部分都是公用的，但故障检测的部分是不同。故障指示器FI一般都安装在线路分歧上的。线路故障指示器指示的相间短路故障以及单相接地故障可由安装在每个66千伏变电站信号源设备是否发出信号来作为区分。系统出现接地故障或短路故障时，故障指示器FI检测到短路故障电流或特定信号电流流过，指示器发生动作，通过短距离通信系统，将动作信号通过无线通信方式传送给相隔0米至35米的通信终端上（通常1个通信终端可以同时接收6到9只故障指示器FI发送过来的动作信号信息）。通信终端在收到动作信息后，将动作分支的FI地址信息通过GSM（或GPRS）通讯系统发给“一遥”故障定位系统主站，主站（后台）系统进行网络拓扑计算分析，将故障点信息以短信方式通知抢修班组人员，并与现有地理信息系统相结合，可以直接显示出故障点地理位置信息，并在地理背景上显示出来，还可以打印出地理位置信息。运行维修人员可以直接到故障点排除故障。

3 案例分析

在沈北供电公司未运行故障定位系统前，都是采用调度或用户通知故障信息的方式告知线路维护人员的，并且是人工查找故障点的，这样的故障处理和送电恢复程序效率较低，无法满足当今电力用户对供电可靠的迫切需求。如今，我们在配网自动化系统运行较为成熟的沈北电网中加入了故障定位系统，系统运行后，采用短信通知故障信息的方式告知运行维护人员，并且自动获知故障区段信息，在大大缩短故障点查找时间的同时，还缩短抢修时限，最大限度地减少了故障停电对电力用户造成的影响。

目前在沈北供电公司运行的故障定位系统由7台接地信号源、220台架空通信终端（含1005只故障指示器）、中心站及主站组成，覆盖配电线路30条。根据2015年1月1日～2015年08月30日的统计数据，10kV配电线路故障自动定位系统共汇报了50条故障点信息记录，故障定位准确率达到98%。并为沈北供电公司的各个供电所线路运行班提供有效的配电线路故障信息，安装测试模拟故障时该系统相应位置的指示器均正确指示并发出闪光信号，相应子站将指示器动作情况及时传输到监控主站系统，主站监控界面醒目显示故障位置并转发手机中文短信给相关运行人员。

通过以上案例，我们可以得出结论：现场故障检测装置动作准确，通信转发装置信息准确，主站软件功能完善，完全符合技术要求和实际应用需要，安装故障定位系统后，可大大缩短故障点的查找时间，缩短抢修时限，减少故障停电对用户造成的影响。

4 结束语

通过沈北新区电网“一遥”故障定位系统的有效实施以及成功的案例分析，作者总结出一些经验，农村配网故障处理针对不同区域的需求，不应该采取一刀切的规划和设计，可以在配网自动化推广应用的同时，采用更加经济、实用、高效的“一遥”故障定位技术与之配合，尤其是在郊县及广大农网偏远地区，可以有效降低电网投资成本及维护成本。同时，“一遥”故障定位系统与馈线自动化系统的有效配合还可以实现非通信条件下故障自动隔离及非故障区段快速复电，进一步提升农村配电网的故障处理能力，对提高电网供电可靠性效果明显，具有广泛的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]蔡秀雯，谭伟璞，杨以涵.配电网故障定位实用化研究[J].华北电力大学学报，2007（3）.

[2]齐永峰，高兴国，来滨.10kV馈线自动化的设计与应用[J].黑龙江电力，2007（3）.

[3]马士聪，高厚磊，徐丙垠，等.配电网故障定位技术综述[J].电力系统保护与控制，2009（11）.

作者简介：马巍（1983-），男，国网沈阳市沈北新区供电公司线路专工，工程师，研究生。